TH14687A3 - เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนชิปเดี่ยว - Google Patents
เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนชิปเดี่ยวInfo
- Publication number
- TH14687A3 TH14687A3 TH1703002362U TH1703002362U TH14687A3 TH 14687 A3 TH14687 A3 TH 14687A3 TH 1703002362 U TH1703002362 U TH 1703002362U TH 1703002362 U TH1703002362 U TH 1703002362U TH 14687 A3 TH14687 A3 TH 14687A3
- Authority
- TH
- Thailand
- Prior art keywords
- potential
- current
- digital
- analog
- circuit
- Prior art date
Links
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract 4
- 238000003968 anodic stripping voltammetry Methods 0.000 claims abstract 3
- 238000004082 amperometric method Methods 0.000 claims abstract 2
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims 2
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 claims 2
- 101710129178 Outer plastidial membrane protein porin Proteins 0.000 claims 1
- 102100037820 Voltage-dependent anion-selective channel protein 1 Human genes 0.000 claims 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 claims 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
Abstract
หน้า 1 ของจำนวน 1 หน้า บทสรุปการประดิษฐ์ ในการประดิษฐ์นี้เป็นการสร้างเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนขิป เดี่ยว ที่สามารถประดิษฐ์ขึ้นได้จากซิปเพียงตัวเดียว ซึ่งประกอบด้วย ไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM? Cortex M- 3 ซึ่งควบคุมวงจรควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่จ่ายศักยิไฟฟ้าไปที่ฃั้วไฟฟ้าร่วม และรับข้อมูลจากวงจร การวัดกระแสไฟฟ้าที่ทำการวัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงานและขั้วไฟฟ้าอ้างอิง โดยเครื่อง ดังกล่าวมีลักษณะพิเศษ คือ ใช้แหล่งจ่ายไฟจากคอมพิวเตอร์ผ่านพอร์ตยูเอสบีความเร็วสูง มีวงจรกรองฟ้องกัน การเคลือบแฝงของสัญญาณได้ดีกว่าตัวแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอลแบบอื่น สามารถวัดกระแสไฟฟ้าที่ มีขนาดเล็กมากๆ ได้ และสามารถโปรแกรมกระแสไฟฟ้าได้ในช่วง 50 ไมโครแอมแปร์ ถึง 125 นาโนแอมแปร์ ที่ความละเอียด 10 นาโนแอมแปร์ ถึง 3 พิโกแอมแปร์ เครื่องนี้สามารถใช้วิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี ได้แก่ ไซคลิกโวลแทมเมตรี (Cyclic voltammetry) แอมเพอโรเมตรี (Amperometry) และแอโนดิกสตรีปปิง โวลแทมเมตรี (Anodic stripping voltammetry)
Claims (3)
1. เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว ที่ประกอบด้วย วงจร ควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้า (voltage control circuit) ที่ทำหน้าที่จ่ายศักย์ไฟฟ้าไปที่ฃั้วไฟฟ้าร่วม (counter electrode) และรับข้อมูลจากวงจรการวัดกระแสไฟฟ้า (current measuring circuit) ที่ทำการวัด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงาน (working electrode) และขั้วไฟฟ้าอ้างอิง (reference electrode) ข้อมูลตังกล่าวจะถูกเปลี่ยนจากสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอล และถูกเก็บไว้ที่หน่วยความจำรอม (ROM) (10) วงจรการควบคุมเวลาของการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้า (timing circuit) เพื่อใช้กำหนดรูปแบบของ ศักย์ไฟฟ้า บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ PSoC 5LP ซึ่งบนซิปประกอบด้วย ตัวแปลงสัญญาณศักย์ไฟฟ้าจาก ดิจิตอลเป็นอะนาลอก (1) ตัวแปลงสัญญาณศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลเป็นอะนาลอกโดยการทำดิทเธอร์ (2) ออป แอมป์ (3) ตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (4) ตัวแปลงสัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอลแบบเดลต้าซิกม่า (5) กราวด์ เสมือน (6) ตัวสอบเทียบการวัดกระแสไฟฟ้า (7) ตัวควบคุมค่าความกว้างของลูกคลื่น (8) พอร์ตยูเอสบี ความเร็วสูง(บรBFSX9) มีลักษณะเฉพาะคือ วงจรควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้าของเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้ บนซิปเดี่ยว (voltage control circuit) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการจ่ายศักย์ไฟฟ้าไปยังขั้วไฟฟ้าร่วม โดยสัญญาณ ศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลจะถูกส่งจากไมโครคอนโทรลเลอร์แพลตฟอร์ม ARM? Cortex M-3 ให้กับตัวแปลง สัญญาณศักย์ไฟฟ้าจากดิจิตอลเป็นอะนาลอก (VDAC) (1) ความละเอียด 8 บิต และตัวแปลงสัญญาณ ศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลเป็นอะนาลอกโดยการทำดิทเธอร์ (DVDAC) (2) ความละเอียด 12 บิต ซึ่งทำหน้าที่ แปลงสัญญาณศักย์ไฟฟ้าแบบดิจิตอลไปเป็นอะนาลอก สัญญาณจะถูกส่งไปยังออปแอมป็ (3) ขนิดกำลังงานสูง (high power) เพื่อช่วยส่งกระแสไปยังขั้วไฟฟ้าร่วม ทำให้สามารถกำหนดศักย์ไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้าร่วมได้อย่าง รวดเร็ว วงจรการวัดกระแสไฟฟ้าของเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิป เดี่ยว (current measuring circuit) ซึ่งทำหน้าที่วัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านระหว่างขั้วไฟฟ้าทำงาน และ ขั้วไฟฟ้าอ้างอิง ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชัน-ออกซิเดชัน (รีดอกซ์) ของสารเคมีที่ขั้วไฟฟ้า โดยกระแสไฟฟ้า จะถูกส่งไปยังตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (TIA) (4) ซึ่งจะนำค่าสัญญาณที่ได้รับไปเทียบกับกราวด์เสมือน (VDAC_TIA) (6) จากนั้นกระแสไฟฟ้าจะถูกเปลี่ยนเป็นศักย์ไฟฟ้าที่ตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (TIA) (4) ซึ่งใช้โหมด สวิตซ์คาปาซิเตอร์/คอนทีนิวอัสไทม์ (Switched capacitor/Continuous time (SC/CT)) ในการแปลง กระแสไฟฟ้าไปเป็นศักย์ไฟฟ้า และสัญญาณศักย์ไฟฟ้าแบบอะนาลอกจะถูกเปลี่ยนให้เป็นดิจิตอลที่ตัวแปลง สัญญาณอะนาลอกเป็นดิจิตอลแบบเดลต้าซิกม่า (ADC DelSig) (5) ซึ่งมีวงจรกรองบิองกันการเคลือบแฝงของ สัญญาณ (anti-aliasing filtering) ที่สามารถสุ่มตัวอย่างสัญญาณได้ที่อัตราสูงถึง 6 เมกะเฮิรตซ์ และมีความ ต้านทานขาเข้า (input impedance) ที่สามารถถูกโปรแกรมให้มีอัตราส่วนระหว่างขนาดของสัญญาณที่ เอาต์พุตกับสัญญาณที่อินพุท (gain) ได้ถึง 8 เท่า ทั้งนี้ในวงจรมีระบบการสอบเทียบ (calibration) สัญญาณ โดยใช้ตัวสอบเทียบการวัดกระแสไฟฟ้า (IDAC calibrate) (7) ซึ่งทำหน้าที่ส่งกระแสไฟฟ้าที่ทราบขนาดไปยัง ตัวขยายค่าอิมพีแดนซ์ (TIA) (4) ซึ่งจะทำการเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าให้เป็นศักย์ไฟฟ้า
2. เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว ตามข้อถือสิทธิที่ 1 ที่ซึ่ง วงจรการควบคุมเวลาของการเปลี่ยนศักย์ไฟฟ้าของเครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถ โปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว (timing circuit) เพื่อใช้กำหนดรูปแบบของศักย์ไฟฟ้าให้เหมาะสมกับประเภทของการ วิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมี ได้แก่ ไซคลีก\'โวลแทมเมตรี (cyclic voltammetry) วัดชนิดและความเข้มข้นสารเคมี ใช้ในการวัดความจุไฟฟ้า (capacitance) และใช้ในการวัดพลังงานที่เกิดจากศักยภาพไฟฟ้าของการ หน้า 2 ของจำนวน 2 หน้า เกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ (redox potential energy), แอมเพอโรเมตรี (amperometry) วัดความเข้มข้นของ สารเคมีตามเวลา หรือแอโนดิกสตรีปปิงโวลแทมเมตรี (anodic stripping voltammetry) วัดความเข้มข้น ของโลหะหนักในสารละลาย โดยมีตัวควบคุมค่าความกว้างของลูกคลื่น (PWM) (8) เป็นตัวกำหนดระยะเวลา ของคักย,ไฟฟ้าที\'จ่ายไปยังวงจรการควบคุมการเปลี่ยนแปลงศักยไ,ฟฟ้า และวงจรการวัดกระแสไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้า ซึ่งจะควบคุมให้ อินเตอร์รัพท์เซอร์วิสรูทีน(interrupt service routine) ทำงาน
3. เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยว ตามข้อถือสิทธิที่ 1 หรือ 2 ที่ซึ่ง เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนซิปเดี่ยวสามารถโปรแกรม กระแสไฟฟ้าได้ในช่วง 50 ไมโครแอมแปร์ ถึง 125 นาโนแอมแปร์ ที่ความละเอียด 10 นาโนแอมแปร์ ถึง 3 พิโกแอมแปร์
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TH14687A3 true TH14687A3 (th) | 2018-12-03 |
| TH14687C3 TH14687C3 (th) | 2018-12-03 |
Family
ID=
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8845870B2 (en) | Digital potentiostat circuit and system | |
| CN103017941B (zh) | 热电阻模拟装置 | |
| US9735798B2 (en) | Precision bipolar current-mode digital-to-analog converter | |
| CN118961856A (zh) | 一种便携式、高精度的恒电位仪用于三电极电化学信号检测装置 | |
| Huang et al. | Design of a portable mini potentiostat for electrochemical biosensors | |
| CN101002086A (zh) | 电化学传感器 | |
| CN219738060U (zh) | 一种uA级别高精度恒流源系统 | |
| CN104330096B (zh) | 一种测量信号的校正补偿和自动标定的方法及装置 | |
| Huang | Design of a portable potentiostat with dual-microprocessors for electrochemical biosensors | |
| CN107228886B (zh) | 水的电导率电阻率检测的测量装置和方法 | |
| WO2018031461A1 (en) | Portable instrument for field ready electrochemical experimentation | |
| TH14687A3 (th) | เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนชิปเดี่ยว | |
| TH14687C3 (th) | เครื่องตรวจวิเคราะห์ทางไฟฟ้าเคมีที่มีระบบสามารถโปรแกรมได้บนชิปเดี่ยว | |
| RU2343494C1 (ru) | Многоканальный преобразователь сопротивления резистивных датчиков в напряжение | |
| TW200739091A (en) | System, circuit and method for measuring resistance of wheatstone bridge, and computer program | |
| CN106166329A (zh) | 基于神经肌肉电刺激仪的便携式检测装置及方法 | |
| Ali et al. | CMOS impedance spectroscopy sensor array with synchronous voltage-to-frequency converters | |
| Luo et al. | A portable impedance-based electrochemical measurement device | |
| EP4248202B1 (en) | A miniaturized compact electrochemical analyzer | |
| CN101499801B (zh) | 一种a/d转换电路及其转换方法 | |
| Szobolovszky et al. | Compact portable potentiostat for specific applications: development and measurements | |
| CN117420359A (zh) | 一种全动态范围高精度阻值测量结构及其测量方法 | |
| Huang | Design and Implementation of Potentiostat with Standalone Signal Generator for Vanillylmandelic Acid Biosensors. | |
| Huang et al. | Design of a potentiostat with standalone signal generator for vanillylmandelic acid biosensors | |
| Jain et al. | Self-balancing digitizer for resistive half-bridge |